[發明專利]一種測定含水合物儲層的水平/垂向滲透率的裝置及方法

有效

• 申請號: 201911341574.4
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110887776B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 謝運生;石金明;林敏;范敏;鄒武;艾仙斌;熊繼海
• 申請（專利權）人: 江西省科學院能源研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

1.一種測定含水合物儲層的水平/垂向滲透率的方法，其采用測定含水合物儲層的水平/垂向滲透率的裝置包括：包括冷卻水/飽和甲烷水罐(3)、注水泵(8)、甲烷氣罐(11)、增壓泵(14)、空壓機(16)、高壓氣罐(19)、背壓閥(55)、氣罐(57)、數據采集儀(60)、恒溫水浴(61)和設在所述恒溫水浴(61)內的測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)；

所述冷卻水/飽和甲烷水罐(3)上部設有水循環進口(1)、進氣管路(6)，底部設有水循環出口(2)；所述進氣管路(6)上設有進氣控制閘閥(5)；所述冷卻水/飽和甲烷水罐(3)底部與注水泵(8)連通；

所述甲烷氣罐(11)、空壓機(16)均與增壓泵(14)連通，所述增壓泵(14)與高壓氣罐(19)連通；

所述注水泵(8)、高壓氣罐(19)均與測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)的入口連通，所述測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)的出口、背壓閥(55)、氣罐(57)依次連通，所述氣罐(57)上設有排氣管線(59)，所述排氣管線(59)上設有氣體流量計(58)；

所述測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)上設有P1水平差壓表(27)、P2水平差壓表(28)、P3水平差壓表(29)、P4垂向差壓表(47)、P5垂向差壓表(48)、P6垂向差壓表(49)；

所述數據采集儀(60)分別與P1水平差壓表(27)、P2水平差壓表(28)、P3水平差壓表(29)、P4垂向差壓表(47)、P5垂向差壓表(48)、P6垂向差壓表(49)、氣體流量計(58)電性連接；

所述測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)的入口包括左側入口和底部入口，所述測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)的出口包括頂部出口、右側出口；

所述測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)包括反應容器(111)、入口封蓋(112)、出口封蓋(113)、入口左卡箍(114)、入口右卡箍(115)、出口左卡箍(116)、出口右卡箍(117)，所述入口封蓋(112)通過入口左卡箍(114)、入口右卡箍(115)固定在所述反應容器(111)的上端，所述出口封蓋(113)通過出口左卡箍(116)、出口右卡箍(117)固定在所述反應容器(111)的下端；

其特征在于，包括以下步驟：

(1)將模擬用的經過干燥后的定量多孔介質裝入測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)內；

(2)開啟空壓機(16)和增壓泵(14)，向高壓氣罐(19)注入氣體至需要的氣體壓力；

(3)向測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)中注入氣體到一定的壓力，對設備的密閉性進行檢測，確保設備無泄漏；

(4)將恒溫水浴(61)的溫度調節至需要溫度；打開水循環進口(1)和水循環出口(2)，同時開啟進氣管路(6)，氣體經過鼓泡器(4)進入冷卻水/飽和甲烷水罐(3)中，使得甲烷氣充分溶解水中，生產甲烷水，并將溫度調節至與恒溫水浴(61)的溫度相同；

(5)開啟注水泵(8)，向測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)以及相關流程注入一定溫度的水，排出多孔介質以及管線中的空氣，并將背壓閥(55)調節至5MPa，一直到氣罐(57)液量具有恒定的流速，與注水泵(8)的排量保持平衡；

(6)排出P1水平差壓表(27)、P2水平差壓表(28)、P3水平差壓表(29)、P4垂向差壓表(47)、P5垂向差壓表(48)、P6垂向差壓表(49)的空氣，確保管線中充滿水；

(7)將反應容器的壓力注入到一定壓力，通過反應器進口壓力表(22)可以實現數據實時監測，保持恒定狀態不變；

(8)從高壓氣罐(19)中放出部分氣體驅替測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)中的水，給氣體提供空間，并向反應容器注入到一定的壓力；

(9)開啟注水泵(8)，向測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)中注水至一定的壓力，停止注水泵(8)；

(10)水合物開始在測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)中合成，經過一段時間后，水合物生成完畢；

(11)將背壓閥(55)調節至需求的壓力，開啟注水泵(8)以恒定的注水速度注入測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)，直到氣罐(57)的流速保持了恒定，同時檢測氣體流量計(58)，確保水合物無分解，得到水合物樣品水平方向不同差壓的變化情況；

(12)測試完畢后，開啟注水泵(8)以水平滲透率相同的注水速度注入測定含水合物儲層的水平/垂直滲透率裝置(62)，直到氣罐(57)的流速保持了恒定，同時檢測氣體流量計(58)，確保水合物無分解，得到水合物樣品垂直方向不同差壓的變化情況；

(13)整個水合物生成過程以及測試過程，均采用數據采集儀(60)記錄相關數據；

(14)采用達西定律處理相關數據，得到水平/垂向滲透率的變化情況。